圆盖形注塑成型模具课程设计

武汉理工大学《工装、模具设计》课程设计说明书目录1塑件成型工艺分析…………………………………………………………………………………………11.1塑件分析……………………………………………………………………………………………11.2聚丙烯的性能分析…………………………………………………………………………………11.3PP的注射成型过程及工艺参数……………………………………………………………………22拟定模具的机构形式……………………………………………………………………………………….32.1分型面位置的确定…………………………………………………………………………………32.2型腔数量和排列方式的确定……………………………………………………………………....32.3注射机型号的确定…………………………………………………………………………………43浇注系统的设计…………………………………………………………………………………………….53.1主流道的设计………………………………………………………………………………………53.2浇口的设计…………………………………………………………………………………...……63.3校核主流道的剪切速率…………………………………………………………………………...63.4冷料穴的设计及计算…………………………………………………………….......…………….74成型零件的结构设计及计算……………....…………………………………………………………….84.1成型零件的结构设计………………………………………………………………………………84.2成型两件钢材的选用………………………………………………………………………………84.3成型零件工作尺寸的计算…………………………………………………………………………84.4成型零件尺寸及动模板垫板厚度的计算…………………………………………………………95模架的确定………………………………………………………………………………………………….105.1各模板尺寸的确定…………………………………………………………………………………105.2模架各尺寸的校核…………………………………………………………………………………105.3排气槽的设计………………………………………………………………………............………106脱模推出机构的设计……………………………………………………………………………………….116.1推出方式的确定……………………………………………………………………………………116.2脱模力的计算………………………………………………………………………………………116.3校核推出机构作用在塑件上的单位压应力………………………………………….……………116.4推杆直径的计算…………………………………………………....………………………………117冷却系统的设计…………………………………………………………………………………………….127.1各模板尺寸的确定……………………………………………....…………………………………127.2冷却系统的简单计算………………………………………………………………………………138导向与定位结构的设计…………………………………………………………………………………….149小结……………………………………………………………………………………………………..…..14装配图和零件图………………………………………………………………………....…………………15参考文献…………………………………………………………………....………………………………15武汉理工大学《工装、模具设计》课程设计说明书-1-1塑件成型工艺性分析1.1塑件分析（1)外形尺寸该塑件壁厚为2mm,塑件壁厚不大，适合于注射成型。（2）精度等级根据零件所标注选取，未标注尺寸公差为自由尺寸，可按MT6等级精度查取公差。基本尺寸偏差120±1.00Φ250±1.75Φ20±0.31Φ15±0.27Φ246±1.6030±0.4010±0.23（3)塑件表面质量分析该零件外形与内形都没有较高的表面粗糙度要求（4）脱模斜度PP属于结晶性聚合物，成型收缩率较大，而外形要求精度较高，综合考虑并查表选择凹模斜度为40′，凸模斜度为35′。1.2聚丙烯的性能分析（1）使用性能无毒、无味，容易加工成型，综合性能优良，化学稳定性好，良好的耐热性，优良的力学性能，具有良好的电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但在低温时变脆，不耐热、易老化。适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘材料。（2)成型性能聚丙烯属于结晶性材料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触会分解，流动性好，但收缩率偏大，易发生缩孔、凹痕、变形、冷却速度快、浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低方向性明显，低温高压时尤其显著。模具温度低于50度时塑件不光滑，易产生熔接不良，留痕，90度以上易发生翘曲变形。（3)PP的性能指标密度/gcm-30.9-0.91屈服强度/MPa37比体积/cm3g-11.10-1.11拉伸强度/MPa35-40吸水率（%）0.01-0.03拉伸弹性模量/MPa1.1103-1.6103熔点/℃164-170抗弯强度/MPa67计算收缩率（%）1-3抗压强度/MPa56比热容/J(kg℃-1）1930弯曲弹性模量/MPa1.451031.3PP的注射成型过程及工艺参数（1)注射成型过程准备1）成型前的准备对PP的色泽、粒度和均匀度等进行检验，料筒清洗，由于PP着色性不好，特别要注意色泽检验。2）注射过程塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的武汉理工大学《工装、模具设计》课程设计说明书-2-浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。3）塑件的后处理放在100℃-120℃的热水中进行调湿处理。(2)注射工艺参数1）注射机：螺杆式，螺杆转数为30r/min2）料筒温度（℃）：后段160-180中段180-200前段200-2303）喷嘴温度（℃):180-1904）模具温度（℃）：40-805）注射压力（MPa)：70-1206）成型时间（s)：48s（注射时间3s,冷却时间35s,辅助时间10s）。武汉理工大学《工装、模具设计》课程设计说明书-3-2拟定模具的机构形式2.1分型面位置的确定塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。该塑件为外壳，外形表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图所示。2.2型腔数量和排列方式的确定（1）型腔数量的确定该塑件需求高精度尺寸不多，而且整体尺寸大，零件结构较简单，可采用一模一腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本等因素，初步定为一模一腔结构形式。（2）模具结构形式的确定从上面分析可知，本模具设计为一模一腔，根据塑件结构形式，推出机构拟采用脱模板推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用点浇口，且开设在分型面上。因此，定模单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。由上综合分析可确定选用带脱模板的双分型面注射模。武汉理工大学《工装、模具设计》课程设计说明书-4-2.3注射机型号的确定（1）注射量的计算塑件体积:R=125r=124d=15D=250(单位：㎜)Vg=π(R²-r²）h+π(d/2)²×10×2+π(D/2)²×2=102.061㎝³塑件质量：M塑=V=0.9×102.061=91.85g=91.9g（取0.90g/cm3)（2）浇注系统凝料体积初步计算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来计算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料体积按塑件体积的0.2倍来估算，根据资料[2]中公式，故：V总=V塑（1+0.2）=102.061×1.2=122.47㎝³（3）选择注射机计算注射机的公称注射量：公称注射量=V总/0.8=122.47/0.8=153.088㎝³，根据计算，初步选定公称注射量为500cm3，注射机型号为SZ-500/2000卧式注射机，其主要技术参数如下表所示：注射机主要技术参数理论注射量/cm3525移模行程/mm450螺杆直径/mm52最大模具厚度/mm450注射压力/MPa153最小模具厚度/mm280注射速率/(g/s)200锁模形式双曲肘塑化能力/(g/s)28模具定位孔直径/mm160螺杆转速(r/min)0-200喷嘴球半径/mm15锁模力/kN1000拉杆内间距/mm460×460（4）注射机的相关参数的校核1)注射压力校核查表知，PP所需注射压力为70-120MPa,由于该塑件壁厚较薄，这里取P0=100MPa，注射压力安全系数k1=1.25-1.4，这里取k1=1.3，则公PMPaPk1301003.101，所以，注射机压力合格。2）锁模力校核①塑件在分型面上的投影面积A塑，则A塑=π[(D/2)²-(d/2)²]=3.14×(125²-10²)=48673.22㎜²②浇注系统在分型面上的投影面积A浇，可以按照一型腔模的统计分析来确定，A浇是每个塑件在分型面上额投影面积A塑的0.2-0.5倍，由于该塑件流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以取小些，取A浇=0.2A塑③塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总=n(A塑+A浇)=n(A塑+0.2A塑)=1.2A塑=1.2×48673=58407.6㎜²④模具型腔内胀型力F胀P模是模具型腔内的压力，通常去注射压力20%-40%，大致为25-40MPa，PP属于较低粘度材料，而且该塑件壁厚较厚，有精度要求，综合考虑P模取30MPa。则：F胀=A总P模=58407.6×28=1635412.8N=1635.4KN该注射机的公称锁模力F锁=1000kN，锁模力的安全系数为k2=1.1-1.2，这里取k2=1.2，则k2F胀=1.2×1635.4=1962.5KNF锁，因此注射机锁模力合格。对于其他安装尺寸的校核要等模架选定，结构尺寸确定后方可进行。武汉理工大学《工装、模具设计》课程设计说明书-5-3浇注系统的设计3.1主流道的设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。